近年来300mw抽汽供热汽轮机组正在成为城市供热主力机组。在建和准备建设的供热机组多为300mw汽轮机组。300mw供热汽轮机组一般配有两台50额定容量的汽动给水泵,一台30额定容量的电动给水泵或三台50额定容量的电动给水泵。
我国运行中和新建扩建的热电厂中,给水系统调节方式和给水泵型式和配置各不相同。尽管不同型式和不同配置的主给水系统都能满足热电厂的运行需要,但作为电厂的重要辅机系统,其投资和运行维护的经济性是不同的。按照国家“大力推动以节能降耗为重点的设备更新和技术改造,加快淘汰高能耗、高耗水、高耗材的工艺、设备和产品”的要求,应用循环软启动变频调速方案,实现300mw汽轮机组给水泵调节,取代小汽轮机调节和液力偶合器调节,初投资是节省的,系统结构是简单的,运行及维护费用是节省的。
上世纪80年代以来发达国家已应用变频器进行电站给水泵的调节,并逐步取代小汽轮机和液力耦合器。我国近年来高压变频器已成功的应用到火电厂的送、吸风机,给水泵、凝结水泵、循环水泵、灰渣泵的生产技术改造中,其调节特性、节电特性和经济效益是其它调节方式无法比拟的。
2、主给水系统调节方式
主给水系统的主要功能是将温度、压力和水质合格的水送到锅炉大汽包,并利用给水系统调节功能将汽包水位维持在允许范围(给定范围),它是保证锅炉机组安全运行和汽水品质的重要热工系统。主给水调节系统可分为两类;即定速给水泵给水调节系统和调速给水泵给水调节系统。
2.1定速给水泵给水调节系统
定速给水泵给水调节系统是保持给水泵特性曲线不变的条件下,通过改变主给水自动调节门开度从而改变主给水管道阻力特性曲线,来改变给水泵工作点的调节方式。这一调节方式节流损失大,给水泵单耗高,已是不争的事实,属于应该“加快淘汰的高能耗工艺”之列。
2.2变速给水泵给水调节系统
变速给水泵给水调节系统是在给水管道阻力特性曲线不变(主给水调节门全开)的条件下,通过改变给水泵转速来改变给水泵特性曲线,实现调节给水流量,控制锅炉汽包水位的目的。
变速给水泵给水调节系统,就其原动机来分,可分为小汽轮机和电动机两种方式。汽动给水泵由小汽轮机驱动,小汽轮机接受给水调节系统流量、压力和水位信号,并通过小汽轮机进汽量,调节给水泵转速;电动给水泵又分液力耦合器调节和变频调节两种。液力偶合器调节是以油做工质,由原动机驱动泵轮(主动轮)将机械功率传递给工质油,带动涡轮(从动轮)旋转,液力耦合器接受给水调节系统的流量、汽压、水位信号,通过勺管控制机构改变液力耦合器充油量来调节给水泵转速;变频器则是通过改变异步电动机定子的供电电源频率f及电压v使同步转速变化,从而改变异步电动机转速,变频器接受给水调节系统流量、汽压、水位信号,通过改变电源频率和电压调节电动机转速。
2.3不同调速方式技术经济分析
小汽轮机调节、液力耦合器调节和变频调节都能实现给水泵的调节功能,达到调节的目的。但其初投资、维护费用和运行费用各不相同。
2.3.1投资经济比较
(1)汽动给水泵投资构成主要是给水泵、小汽轮机、抽汽管道、调节管道系统,前置泵减速机构,小汽轮机汽封系统、疏水放汽系统、小汽轮机排汽管道等,以及由于小汽轮机占地面积和空间等因素影响到主厂房空间增加较多等,初投资也较大。
(2)液力耦合器调速给水泵投资构成主要是给水泵、电动机、液力耦合器、开关柜、电缆等。
(3)变频器调速给水泵投资构成主要是给水泵、电动机、变频器、开关柜、电缆。由于变频软启动,则厂用变压器启动容量可不考虑给水泵启动冲击电流问题,变压器容量可相应减少,这也可以减少相应初投资。
2.3.2维修经济比较
(1)汽动给水泵年维修费用高出液力耦合器年维修费用3倍。主要有给水泵小汽轮机,前置泵减速机构,润滑油系统、小汽轮机疏水放汽系统、小汽轮机汽封系统与主汽轮机相比,麻雀虽小五脏具全,与电动给水泵相比无疑大大增加了维修工作量,备品配件及消耗材料的数量小汽轮机除需定期小修维护外,还需定期(4年)大修揭盖检查通流部分等。
(2)液力耦合器年维修费用是小汽轮机年维修费用的四分之一。液力耦合器调速给水泵的维修量除给水泵外,主要是液力耦合器的油系统和冷却水系统与小汽轮机比较维修量较小,其维修费用只占小汽轮机维修费的四分之一。
(3)变频器年维修费用最小。变频器是高科技电力电子产品,设计寿命为15年,设计安装位置得当(无粉尘)一般无需维修,年维修费用可以忽略不计。
2.3.3运行经济比较
根据相关文献报道汽动给水泵配置方式与电动给水泵液力耦合器配置方式相比在运行上并不经济;同等条件下液力耦合器调速电动给水泵比变频调速电动给水泵多耗电15。
综上所述,汽动给水泵初投资高,系统复杂,所占平面与空间均较大,维护费用高;液力耦合器调速给水泵初投资较高,系统较复杂,维护费用较高,节电率较差;变频调速给水泵,初投资较低,系统简单,维护费用低,节电率较高。故300mw汽轮机组调速给水泵配置顺序应以:
(1)变频调速给水泵;
(2)液力耦合器调速给水泵;
(3)小汽轮机调速给水泵为宜。
3、300mw汽轮机组给水系统结构
300mw汽轮机组给水系统结构如图1所示。给水系统流程为,除氧气、前置泵、锅炉给水泵或电动给水泵、高压加热器、主给水调节门及其旁路门、省煤器入口联箱、省煤器出口联箱、锅炉汽包。
4、300mw汽轮机组给水泵变频调速方案
液力耦合器调速需要每台泵装一台液力耦合器,变频调速则不然,无论是配备两台100额定容量给水泵,还是配备三台50额定容量给水泵,只要配备一台变频器就可以方便地实现软启动和变频调速,这是液力耦合器无法做到的。
4.1一拖三循环软启动变频调速方案
300mw汽轮机组往往配备三台50额定容量的给水泵,两台运行一台备用。所谓一拖三循环软启动变频调速方式就是利用一台变频器通过切换分别实现三台给水泵的软启动和变频调速,如图2所示。这一方案的特点是一台变频器通过切换可以分别实现三台泵中任意一台泵的软启动和变频调速运行,提高了变频器的利用率。既实现了给水泵的软启动,又实现了给水泵的变频调速。这一方案的运行方式是锅炉机组滑启和50额定负荷以下时,一台给水泵变频调速运行;50额定负荷到100额定负荷时,为两台给水泵一工一变运行(即一台工频运行,一台变频运行),工频泵带固定流量其扬程由锅炉机组运行参数(汽包压力加汽包水位到给水泵水柱高加管道阻力之和)决定。变频泵调节给水流量,保持锅炉水位。
5、二拖三软启动变频调速给水泵方案也是可行的
一拖三软启动变频调速给水泵理论上是可行的,但尚无运行实践,人们不免担心,万一变频器故障怎么办,其实这很简单,增加一台变频器问题就解决了。其原理图如图4所示。 6、结束语 变频调速是当代最先进、最可靠、最高效的调速技术。低压变频器在火电厂已得到了广泛应用,在实现自动控制和节能降耗上收到了良好效果,已被社会所公认。高压变频器在火电厂的送、引风机、排粉机、灰渣泵、循环水泵、汽机凝结水泵、母管制给水泵等技术改造、新建、扩建机组中,已经和正在广泛得到应用。高压变频器在电厂的应用,已经和正在得到人们的普遍重视。
这一方案在锅炉机组启动时可以用#2(#3)给水泵变频启动带负荷至50额定容量时,启动#1给水泵,运行正常后可将#2(#3)给水泵切换到工频运行,以#1给水泵变频调速运行,保持锅炉水位。#3(或#2)变频给水泵做备用。
这一方案尽管增加了一台变频器,其初投资也不高于汽动给水泵,其综合技术经济比较是可取的。
节能降耗是基本国策,也是长远方针,对待节能降耗要像对待环保那样应从根本上加以重视。主给水泵是必须进行调节的主要辅机,也是火电厂单机耗电量最大的辅机,应用变频器进行一拖三循环软启动变频调速或二拖三变频调速运行是主给水泵调速的最佳选择。《循环软启动变频调速在300MW汽轮机组给水泵上的应用》的相关文章
热门论文专题
锅炉|
汽轮机|
继电保护|
输电线路|
PLC|
变压器|
断路器|
脱硫|
配电网|
变电站|
发电机|
差动保护|
电力自动化|
循环流化床|
配电线路|
GPS|
防雷|
调度自动化|
电力检修|
单片机|
汽机|
起重机|
SDH|
无功补偿|
风力发电|
单相接地|
模糊控制|
水电|
电压互感器|
电力安全|
传感器|
一次设备|
GIS|
核电|
电容|
太阳能|
GSM|
磨煤机|
水处理|
直流电源|
"电力"热门文章
其它帖
论坛技术贴精华
电厂热门招聘